CN115552989A - 多跳中继系统、通信方法及通信装置 - Google Patents

Abstract

一种多跳中继系统，使用泛洪方式进行通信，包含发送节点和中继节点，发送节点构成为以规定周期生成并发送用于使多个中继节点同步的同步数据包，中继节点构成为进行第1间歇接收和第2间歇接收，该第1间歇接收在每个与规定周期相对应的第1周期，在第1期间等待接收同步数据包，该第2间歇接收在每个比第1周期长的第2周期，在规定周期的长度以上的第2期间等待接收同步数据包，中继节点在第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行第2间歇接收，在第2间歇接收中接收到同步数据包时进行所接收到的同步数据包是否满足规定条件的判断，在判断成满足规定条件时停止第2间歇接收，进行第1间歇接收，在判断成不满足规定条件时执行同步恢复处理。

Description

多跳中继系统、通信方法及通信装置

技术领域

本发明涉及以泛洪方式进行通信的多跳中继系统、通信方法及通信装置。

背景技术

在配置多个传感器节点来进行数据收集的情况下，为了抑制传感器节点的耗电，提高数据收集的概率，提出了利用同时发送的泛洪这一广播方式(例如参照非专利文献1)。

在利用同时发送的泛洪方式中，在一个传感器节点进行了数据发送时，接收到该数据的一个以上的中继节点在接收到数据后会立刻或固定延迟地以广播方式发送相同数据，由此发起无线信号的同时发送(多个中继节点同时或近乎同时发送出相同的无线信号)，通过将该动作反复进行多次，能够向无线通信系统整体传递数据。在利用同时发送的泛洪方式中，由于是同时或近乎同时发送相同数据，所以即使中继节点从多个节点同时或近乎同时接收信号也能够进行译码。另外既不需要路由，也能够简化安装，具有能够减少耗电的优点。

在同样的方式中，具有如下方式：对各无线通信节点分配时间片(time slot)，在时间片内使用泛洪方式发送本节点的数据，接收到数据的中继节点在被分配的时间片转发数据。通过反复进行该动作而转发从发送节点发送的数据，并最终使数据到达数据收集节点。(例如参照非专利文献2)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：F.Ferrari et al.，”Efficient Network Flooding and TimeSynchronization with Glossy”，IPSN’11，2011

非专利文献2：Chao GAO et al.，”Efficient Collection Using Constructive-Interference Flooding in Wireless Sensor Networks”，电子信息通信学会综合大会演讲论文集，2011年_通信(2)，428，2011-08-30

非专利文献3：铃木诚、长山智则、大原壮太郎、森川博之、”利用了同时发送式泛洪的构造监测”，电子信息通信学会论文杂志B，No.12，pp.952-960，2017

发明内容

在使用时间片进行通信的无线通信系统中，由于多个中继节点需要进行同时发送，所以系统内的节点之间需要同步。为了实现节点间的同步，无线通信系统内的一台发送节点定期地发送出同步数据包，接收到该同步数据包的中继节点通过泛洪方式的通信转送同步数据包，由此向无线通信系统内的所有节点传输同步数据包。

接收到同步数据包的各节点根据同步数据包所含的时刻信息和同步数据包的转送次数计算各节点与发送节点的时刻偏差并进行时刻同步。另外，源于因通信环境的恶化引起长期间未能接收到同步数据包的情况、或因电源的电压、温度变化等导致的时钟偏差等，而存在中继节点的时刻不同步的情况。在时刻不同步的情况下，即使假设通信环境变得良好，同步数据包的接收也会失败。在这样的情况下，无线通信系统需要尝试进行用于使系统内的各节点再次同步的同步恢复处理。

本发明是鉴于上述课题做出的，目的在于提供一种有利于使进行使用泛洪方式的通信的无线通信系统同步的技术。

为了实现上述目的，本发明的一个方案的多跳中继系统是使用泛洪方式进行通信的、包含发送节点和中继节点的多跳中继系统，上述发送节点构成为以规定周期生成并发送用于使多个上述中继节点同步的同步数据包，上述中继节点构成为进行第1间歇接收和第2间歇接收，其中该第1间歇接收在每个与上述规定周期相对应的第1周期，在第1期间等待接收上述同步数据包，该第2间歇接收在每个比上述第1周期长的第2周期，在上述规定周期的长度以上的第2期间等待接收上述同步数据包，上述中继节点在上述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行上述第2间歇接收，在上述第2间歇接收中接收到上述同步数据包的情况下，进行所接收到的上述同步数据包是否满足规定条件的判断，在判断成满足上述规定条件的情况下，停止上述第2间歇接收，进行上述第1间歇接收，在判断成不满足上述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

另外，为了实现上述目的，本发明的一个方案的通信方法是使用泛洪方式进行发送的、包含发送节点和中继节点的通信系统所执行的通信方法，包括：上述发送节点在第1周期生成并发送用于使多个上述中继节点同步的同步数据包；上述中继节点进行第1间歇接收其中，该第1间歇接收在每个第1周期，在第1期间等待接收上述同步数据包；上述中继节点进行第2间歇接收，其中，该第2间歇接收在每个比上述第1周期长的第2周期，在上述第1周期的长度以上的第2期间等待接收同步数据包；在上述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行上述第2间歇接收，在上述第2间歇接收中接收到上述同步数据包的情况下，判断所接收到的上述同步数据包是否满足规定条件；在判断成满足上述规定条件的情况下，停止上述第2间歇接收，进行上述第1间歇接收；以及在判断成不满足上述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

另外，为了实现上述目的，本发明的一个方案的通信装置是使用泛洪方式进行通信的通信装置，包括接收同步数据包的接收部和基于所接收到的同步数据包进行同步的控制部，上述控制部构成为进行第1间歇接收和第2间歇接收，其中该第1间歇接收使用上述接收部在每个与上述规定周期相对应的第1周期，在第1期间等待接收被以规定周期发送的同步数据包，该第2间歇接收使用上述接收部在每个比上述第1周期长的第2周期，在上述规定周期的长度以上的第2期间等待接收同步数据包，上述控制部在上述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行上述第2间歇接收，在上述第2间歇接收中接收到上述同步数据包的情况下，判断所接收到的上述同步数据包是否满足规定条件，在判断成满足上述规定条件的情况下，停止上述第2间歇接收，进行上述第1间歇接收，在判断成不满足上述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

发明效果

根据本发明，能够提供一种有利于使进行使用泛洪方式的通信的无线通信系统同步的技术。

附图说明

图1是表示一个实施方式的无线通信系统的结构例的图。

图2是一个实施方式的发送节点的功能框图。

图3是一个实施方式的中继节点的功能框图。

图4是表示一个实施方式的使用泛洪方式的通信的子时隙的时间图。

图5是表示一个实施方式的使用泛洪方式的通信的泛洪时隙的时序图。

图6是表示通过一个实施方式的使用泛洪方式的通信发送接收的数据包的构造的一个例子的图。

图7是表示通过一个实施方式的无线通信系统发送接收的同步数据包的时间图。

图8A是表示一个实施方式的中继节点所执行的处理的一个例子的流程图。

图8B是表示一个实施方式的中继节点所执行的处理的一个例子的流程图。

图9是表示一个实施方式的发送节点所执行的处理的一个例子的流程图。

图10A是表示一个实施方式的同步数据包的等待接收期间的时间图。

图10B是表示一个实施方式的同步数据包的等待接收期间的时间图。

具体实施方式

以下参照附图详细地说明实施方式。此外，以下的实施方式并不限定权利要求书的技术方案，另外在实施方式中所说明的特征的所有组合并不一定是技术方案所必须的。实施方式中所说明的多个特征中的两个以上的特征也可以被任意组合。另外，对同一或相同的结构标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

图1是表示本实施方式的无线通信系统100(多跳中继系统)的框图。

无线通信系统100包括发送节点110、中继节点120a～120e。

本实施方式的无线通信系统100将用于发送包含传感器数据等的数据包的泛洪时隙(Flooding slot)分配给各无线通信节点。另外，各无线通信节点反复进行如下动作：在被分配给自己的泛洪时隙内进行包含传感器数据等的数据包的发送，且接收到该数据包的其他节点立刻使用泛洪方式广播发送同一数据包。为了使通信系统同步，发送节点110在用于同步的泛洪时隙中，使用泛洪方式发送用于使各节点同步的同步数据包。中继节点120a～120e(称为中继节点120)通过转送从发送节点110或其他中继节点120接收到的同步数据包，而使同步数据包泛洪到系统整体。泛洪时隙是指为了从一个无线通信节点向其他的至少一个作为目的地的无线通信节点发送数据包而反复进行使用泛洪方式的广播发送的一个循环。此外，将在泛洪时隙内用于各节点进行发送或接收的时间片(time slot)称为子时隙(sub slot)。此外，子时隙长依存于由发送节点发送的数据包长等，也可以根据泛洪时隙而不同。

此外，在图1中，以包含一台发送节点110及多个中继节点120a～120e的无线通信系统100为例进行说明，但无线通信系统100也可以包含多个发送节点110。

另外，发送节点110及多个中继节点120a～120e可以在用于时刻同步的泛洪时隙以外的泛洪时隙中发挥不同的作用。例如，发送节点110在用于发送后述的传感器数据的泛洪时隙中，可以作为转发其他节点发送的包含传感器数据的数据包的中继节点工作，也可以作为从其他节点收集传感器节点的汇聚节点工作。即，关于图1的发送节点110及多个中继节点120a～120e，示出了基于在用于时刻同步的泛洪时隙中的作用进行设定的例子，在其他的例如用于进行数据发送的泛洪时隙中也可以发挥其他作用。此外，在本实施方式中，将包含发送节点110、中继节点120及汇聚节点在内的无线通信系统内的节点称为无线通信节点。

图2是表示上述发送节点110的结构的框图。该发送节点110具备无线通信部201、通信控制部202、同步数据包生成部203和重置指示受理部204。

无线通信部201是作为无线信号的发送接收部工作的模块，在与其他中继节点120之间经由无线通信部201具备的天线或外部的天线(未图示)通过无线方式进行数据的发送接收。通信控制部202对无线通信部201的通信状态进行管理，遵照已确定的顺序执行发送/转送处理。此外，通信控制部202也可以接收来自其他无线通信节点的数据包，并且对来自其他无线通信节点的数据进行解析，进行遵照泛洪方式广播发送所接收到的数据包的转发处理。

同步数据包生成部203以规定的时间周期生成同步数据包，向通信控制部202发送。在一个例子中，同步数据包生成部203为了生成高精度的时钟，而具备水晶振荡器等时钟单元。重置指示受理部204若受理了来自用户的重置指示，则进行后述的同步数据包生成部203的再设定。在一个例子中，重置指示受理部204可以具备拨动开关、轻触开关等用户输入接口(I/F)。另外，在其他例子中，也可以是重置指示受理部204具备有线通信I/F或无线通信I/F，经由通信从用户受理重置指示。

此外，也可以是，发送节点110具备处理器，该处理器通过将保存在存储器中的程序展开到内存中执行来实现无线通信部201、通信控制部202、同步数据包生成部203以及重置指示受理部204中的至少某一个的功能。

图3是表示上述中继节点120的结构的框图。该中继节点120具备无线通信部301、通信控制部302、时刻同步部303、同步恢复部304及数据生成部305。

中继节点120的无线通信部301及通信控制部302由于分别具有与发送节点110的无线通信部201及通信控制部202相同的功能，所以省略说明。时刻同步部303基于经由无线通信部301接收到的同步数据包，进行中继节点120的时钟校正。同步恢复部304在判断成在时刻同步部303中时刻同步失败、且需要进行包含中继节点120的再起动处理、中继节点120所执行的应用程序的再起动处理等的同步恢复处理的情况下，执行规定的同步恢复处理。数据生成部305生成汇聚节点所收集的对象的数据。在中继节点120为发送从传感器获取到的数据的传感器节点的情况下，数据生成部305可以为传感器，也可以为与中继节点120的外部的传感器连接的接口。此外，中继节点120也可以随意具备与发送节点110相同的结构。即，中继节点120也可以以追加的方式具备与同步数据包生成部203及重置指示受理部204相对应的结构。在本实施方式中，无线通信节点所执行的再起动处理可以是通过先切断电源并再次接通电源来执行起动程序，也可以是执行规定程序的结束和起动。

此外，也可以是，中继节点120具备处理器，通过该处理器将保存在存储器中的程序展开到内存中执行来实现无线通信部301、通信控制部302、时刻同步部303、同步恢复部304以及数据生成部305中的至少某一个的功能。

在此，参照图6，说明发送节点110所发送的同步数据包的格式的一个例子。

发送源601是表示发送节点110的标识符的信息。目的地602是表示数据包的目的地的信息，在时刻同步数据包中目的地602被设定成示出广播或任播的标识符。时刻603是与发送节点110的同步数据包生成部203生成同步数据包的时刻、或发送节点110的无线通信部201发送同步数据包的时刻相对应的时刻信息。定时信息604是与发送同步数据包的子时隙相对应的信息，在每次同步数据包被以泛洪方式转送时变更。在一个例子中，接收到同步数据包的中继节点120通过在下一个子时隙中更新定时信息604并将数据包重新构成之后发送来进行同步数据包的转送处理。

顺序编号605是在通过发送节点发送同步数据包时被赋予的识别同步数据包的标识符。在中继节点120中能够判断是否连续地接收到多个同步数据包、以及在该多个同步数据包之间是否存在应该被接收的同步数据包。

例如，在同步数据包中包含顺序编号605的情况下，发送节点110能够构成为在每次发送同步数据包时使顺序编号605加1。在该情况下，中继节点120对上次接收到的同步数据包所包含的顺序编号605和新接收到的同步数据包所包含的顺序编号605进行比较，在编号加1了的情况下能够判断成保持了顺序编号605的连续性。或者，在同步数据包被以发送间隔t0周期性地发送的情况下，对在时刻t1接收到的同步数据包所包含的顺序编号和在时刻t0以后的时刻t2接收到的同步数据包所包含的顺序编号进行比较，在(t2-t1)/t0为顺序编号的差值的情况下，能够判断成保持了顺序编号605的连续性。

另外，例如在同步数据包中包含与发送节点110的起动时刻相对应的信息(未图示)的情况下，即发送节点110发送包含发送节点110的起动时刻的同步数据包。在该情况下，也可以是中继节点120存储至此为止接收到的同步数据包所包含的发送节点110的起动时刻，并将其与新接收到的同步数据包所包含的发送节点110的起动时刻进行比较，若起动时刻无变更则判断成保持了与起动时刻相对应的信息的连续性。

泛洪时隙设定606是用于使接收到同步数据包的中继节点120能够获取泛洪时隙或子时隙的参数的参数。泛洪时隙设定606包含泛洪时隙的时间长度、子时隙的时间长度、同步数据包的发送周期、泛洪时隙内的最大发送次数、执行同步恢复处理为止允许的同步数据包的丢包数。

接下来，参照图4，说明图1的结构的无线通信系统进行的基于泛洪方式的通信的一个例子。

图4示出了在图1所示的无线系统中各无线通信节点的子时隙的使用例。在图4所示的泛洪方式中，将规定无线通信节点能够在一个泛洪时隙内进行发送的次数的最大发送次数设为两次来进行说明。

首先，在最开始的子时隙401中，发送节点110发送同步数据包。将来自发送节点110的同步数据包设为中继节点120a及120b要接收的同步数据包。

例如，在子时隙401中，发送节点110设定定时信息604示出“1”的信息之后发送同步数据包。从发送节点110发送的同步数据包被中继节点120a及120b接收。

在子时隙401的下一个子时隙402中，中继节点120a及120b转送所接收到的同步数据包。在一个子时隙内，多个无线通信节点所发送的同步数据包由于数据相同、且发送时刻同步，所以即使冲突也能够没问题地译码。因此，中继节点120c将从中继节点120a及120b同时发送的两个同步数据包作为一个同步数据包接收。在此，中继节点120a及120b将定时信息604加到“2”之后进行同步数据包的发送。将来自中继节点120a及120b的同步数据包设为发送节点110和中继节点120c及120d要接收的同步数据包。

接着，在子时隙402的下一个子时隙403中，接收到来自中继节点120a及120b的同步数据包的发送节点110和中继节点120c及120d将定时信息604设定成“3”之后转送所接收到的同步数据包。将来自发送节点110和中继节点120c及120d的同步数据包设为中继节点120a、120b及120e要接收的同步数据包。发送节点110由于进行了最大发送次数即两次发送，所以在以后的子时隙中既不进行接收也不进行发送。

接着，在子时隙403的下一个子时隙404中，接收到来自发送节点110和中继节点120c及120d的同步数据包的中继节点120a、120b及120e将定时信息604设定成“4”之后转送所接收到的同步数据包。来自中继节点120e的同步数据包由中继节点120c及120d接收。中继节点120a、120b由于进行了两次发送，所以在以后的时隙中既不进行接收也不进行发送。

接着，在子时隙404的下一个子时隙405中，接收到来自中继节点120a、120b及120e的同步数据包的中继节点120c及120d将定时信息604设定成“5”之后转送所接收到的同步数据包。中继节点120c及120d由于进行了两次发送，所以在以后的子时隙中既不进行接收也不进行发送。来自中继节点120c及120d的同步数据包由中继节点120e接收。

接着，在子时隙405的下一个子时隙406中，接收到来自中继节点120c及120d的同步数据包的中继节点120e将定时信息604设定成“6”之后转送所接收到的同步数据包。

此外，在本实施方式中，说明了构成为发送节点110及中继节点120在每个子时隙反复进行发送和接收的情况。在一个例子中，本发明也能够适用于当发送节点110及中继节点120在泛洪时隙内接收到应该发送的同步数据包时在接收到同步数据包的子时隙以后的规定数量的子时隙中仅进行同步数据包的发送的方式。例如可以是，在该规定数量为3的情况下，在图4的例子中，发送节点110在子时隙401～403中反复进行同步数据包的发送，中继节点120a、120b在子时隙402～404中反复进行同步数据包的发送，中继节点120c、120d在子时隙403～405中反复进行同步数据包的发送，并且中继节点120e在子时隙404～406中反复进行同步数据包的发送。

此外，在本例中，在子时隙401中，中继节点120c～120e即使没有检测到同步数据包也会等待接收同步数据包。另外，在子时隙402中也是，中继节点120e等待接收同步数据包。即，在泛洪时隙开始之后，中继节点120a～120e为了接收同步数据包而执行等待接收处理。

接下来，参照图5，说明本实施方式的无线通信系统所执行的处理的一个例子。

图5示出了从发送节点110执行无线通信系统内的时刻同步、到从某一个中继节点120收集数据为止的处理的时序图。此外，在图5中，将发送节点110设为从中继节点120收集数据的汇聚节点来进行说明，但无线通信系统100也可以相对于发送节点110另外具备汇聚节点。

各泛洪时隙表示基于泛洪的数据转送的期间。一个泛洪时隙表示被分配给从包含发送节点110及中继节点120的通信节点中的一台节点向以其他通信节点中的至少一台节点为目的地的发送(下行链路)、或者从其他通信节点中的至少一台无线通信节点向发送节点110的发送(上行链路)的期间。

此外，在上行链路及下行链路双方中，使用图4中说明那样的泛洪方式的通信。

首先，关于泛洪时隙501，发送节点110发送同步数据包，是用于遵照泛洪方式将在网络内的各通信节点时刻同步所需的信息通知给无线通信系统内的通信节点的泛洪时隙。

接着，在泛洪时隙502中，具有应该向发送节点110发送的数据的中继节点120以发送节点110为目的地，发送希望将应该发送的数据发送的发送请求数据包。

在一个例子中，在泛洪时隙502中，具有应该发送的数据的一个以上的中继节点120以使用伪随机函数生成的随机时间待机，进行将发送请求数据包(发送请求信号)发送的基于随机退避的泛洪方式的通信。在该情况下，是具有应该发送的数据的中继节点120、且在将发送请求数据包发送之前从其他中继节点120接收到发送请求数据包的中继节点120转发来自该其他中继节点120的发送请求数据包，不发送自身的发送请求数据包。由此，使用伪随机函数生成的随机时间短的中继节点120能够将发送请求数据包发送。像这样在泛洪时隙502中，发送节点110能够掌握允许数据发送的节点。

接着，在泛洪时隙503中，发送节点110将允许下一个泛洪时隙504中的数据发送的中继节点120设定为目的地602，对允许发送数据包进行发送。

接着，在泛洪时隙504中，由允许发送数据包所指定的中继节点120在该时隙开始发送。即，将发送源601设定成该中继节点120的标识符，将目的地602设定成发送节点110，发送传感器数据。

接着，判断成在泛洪时隙504中正常地接收到传感器数据的发送节点110在泛洪时隙505中将发送允许也向其他中继节点120发送。在一个例子中，在泛洪时隙506以后，通过发送节点110以与允许发送的中继节点120的数量相对应的泛洪时隙数进行传感器数据的上行链路发送。然后，在泛洪时隙N中，若判断成来自所有的中继节点120的数据收集完成，则发送节点110发送指示休眠的休眠数据包(休眠信号)。接收到休眠数据包的无线通信系统内的无线通信节点在泛洪时隙N结束后，在规定时刻之前转移到休眠状态。规定时刻可以是1000毫秒等在无线通信节点中共通且事前设定的时刻，也可以基于休眠数据包所包含的信息确定。

＜时刻同步＞

接着，参照图7，说明基于在无线通信系统100中发送接收的同步数据包进行的同步处理。

发送节点110在用于时刻同步的泛洪时隙中以规定的周期TI0发送同步数据包701～708。中继节点120在规定的周期TI1的期间TP1等待接收同步数据包。此外，也可以在相邻的同步数据包之间设定图5的发送请求、发送允许、数据发送以及休眠指示中的至少某一个的泛洪时隙，但在图7中省略。另外，在图7中，设为中继节点120从发送节点110接收同步数据包来进行图示，但也可以从其他中继节点120接收同步数据包。

首先发送节点110所发送的同步数据包(SYN)701在中继节点120等待接收同步数据包的等待接收期间TP1被中继节点120接收。中继节点120使用所接收到的同步数据包701进行时刻同步。在一个例子中，中继节点120基于所接收到的同步数据包701，在下一次等待接收同步数据包为止在期间TI1待机。在本实施方式中，将在周期TI1(第1周期)在等待接收期间TP1(第1期间)等待接收同步数据包的处理称为第1等待接收处理(第1间歇接收)。

在本例中接着，中继节点120判断成在下一定时发送节点110所发送的同步数据包702的接收失败。作为中继节点120接收同步数据包失败的原因，能够列举本节点的时刻和系统整体的时刻偏离、通信环境恶化而无法检测到接收数据包。判断成在与同步数据包702相对应的等待接收期间TP1中同步数据包的接收失败的中继节点120与下一个同步数据包703的发送定时相对应地设定比同步数据包的发送周期TI0长的等待接收期间TP2。通过在比同步数据包的发送周期长的期间等待接收同步数据包，即使在本节点的时刻和系统整体的时刻偏离的情况下，等待接收期间TP2也一定会包含发送一个以上的同步数据包的定时。由此，在本节点的时刻和系统整体的时刻偏离的情况下也能够接收同步数据包。此外，在本实施方式中，设为中继节点120在一个第1期间TP1没有接收到同步数据包的情况下在比同步数据包的发送周期长的期间等待接收同步数据包来进行说明。但是在一个例子中，也可以是在连续多次没有接收到同步数据包的情况下在比同步数据包的发送周期长的期间等待接收同步数据包。

在图7中，中继节点120对于发送节点110所发送的同步数据包703及704的接收也失败。这样的状况可能在例如由于通信环境的恶化导致同步数据包的接收失败的情况下发生。因此，中继节点120在下一次等待接收同步数据包之为止在期间TI2待机。在本实施方式中，将在周期TI2(第2周期)在等待接收期间TP2(第2期间)等待接收同步数据包的处理称为第2等待接收处理(第2间歇接收)。

接着，假设发送节点110所发送的同步数据包705及706在中继节点120的等待接收期间TP2被接收到。在该情况下，中继节点120判断所接收到的同步数据包是否满足规定条件，在判断成满足规定条件的情况下，结束第2等待接收处理并执行第1等待接收处理。由此，即使在由于通信环境恶化而同步数据包的接收失败的情况下，在由于中继节点120的移动等而通信环境得以改善之前待机，一接收到满足规定条件的同步数据包，就能够回到第1等待接收处理。

此外，在一个例子中，规定条件包含接收到的同步数据包在第2期间TP2中的第3期间TP3被接收到这一情况。第3期间TP3是指在第2期间TP2中，中继节点120与发送节点110保持同步、且通信环境没有问题的情况下中继节点120应该接收到同步数据包的期间。在本例中，中继节点120可以基于第1周期TI1推断第3期间TP3。例如，第3期间TP3是距前一第1期间TP1晚了第1周期TI1的整数倍的期间，被推断成第2期间TP2所包含的期间。第3期间TP3的长度也可以与第1期间TP1的长度相同。

接下来，参照图8A及图8B，说明本实施方式的中继节点120所执行的处理的一个例子。图8A及图8B的处理在中继节点120起动时由通信控制部302执行。

首先，在图8A的S801中，中继节点120在第1期间TP1等待接收同步数据包。接着，在S802中，中继节点120判断在第1期间TP1是否成功接收同步数据包。在判断成中继节点120成功接收同步数据包的情况下(在S802中为是)使处理进入S803，在判断成失败的情况下(在S802中为否)使处理进入S805。此外，在S802的处理中，中继节点120可以在判断成接收一个同步数据包失败的情况下使处理进入S805，也可以在连续多次接收同步数据包失败的情况下使处理进入S805。或者，也可以是在最近多次第1期间TP1的接收同步数据包的接收成功率比阈值大的情况下判断成成功接收同步数据包，在为该阈值以下的情况下判断成接收同步数据包失败。

在S803中，中继节点120基于在第1期间TP1接收到的同步数据包进行同步处理。在一个例子中，在S803中，中继节点120推断以后应该接收同步数据包的第3期间、或者应该接收的同步数据包的顺序编号605。接着，在S804中，中继节点120以与第1周期TI1相对应的时间待机，使处理返回到S801。在本实施方式中，设为第1周期TI1的长度与发送同步数据包的时间间隔TI0相对应、即TI0＝TI1来进行说明，但在设定为中继节点120每隔一个地接收由发送节点110所发送的同步数据包的情况下，也可以为TI1＝TI0×2。

图8B示出了图8A的S805的第2等待接收处理的详情。首先在图8B的S811中，中继节点120在第2期间TP2等待接收同步数据包。设为第2期间TP2的长度比同步数据包的发送间隔TI0的长度长。接着，在S812中，中继节点120判断在第2期间TP2是否接收到同步数据包。在判断成中继节点120在第2期间TP2接收到同步数据包的情况下(在S512中为是)中继节点120使处理进入S814，在判断成没有接收到的情况下(在S512中为否)使处理进入S813。

在S813中，以与比第1周期TI1长的第2周期TI2相对应的时间待机之后，使处理返回到S811。

在S814中，判断在第2期间TP2接收到的同步数据包是否满足规定条件。规定条件包括在中继节点120所推断出的定时接收到同步数据包这一情况、以及接收到中继节点120所推断出的顺序编号605的同步数据包这一情况中的至少某一方。规定条件也可以如上述那样包括同步数据包的接收定时收于基于S803的同步处理判断出的规定期间(第3期间TP3)。

另外，该判断也可以包括对基于S803的同步处理判断出的顺序编号605和所接收到的同步数据包的顺序编号605进行比较。例如，在每次发送同步数据包时顺序编号605均加1的状况下，将中继节点120在第1等待接收处理中最后接收到的同步数据包的顺序编号605设为N。并且，将从在第1等待接收处理中最后接收到同步数据包起到在第2等待接收处理中接收到同步数据包为止的时间设为T，则能够推断成N+T/TI0(小数点以下舍去)为应该接收的顺序编号。

在S814中判断成同步数据包满足规定条件的情况下(在S814中为是)，中继节点120使处理进入S803。在判断成不满足规定条件的情况下(在S814中为否)，中继节点120使处理进入S815，执行同步恢复处理之后结束图8A及图8B的处理。在一个例子中，同步恢复处理包括对第1期间TP1及第1周期TI1中的至少某一方进行再设定的再设定处理、中继节点120的再起动处理、中继节点120执行的程序的再起动处理。

此外，在本实施方式中，设为在第1期间TP1、第2期间TP2以固定的长度等待接收同步数据包进行了说明。但是，即使是在第1期间TP1或第2期间TP2的期间，当判断成接收到同步数据包时，也可以结束同步数据包的等待接收处理。即，也可以是第1期间TP1及第2期间TP2为等待接收同步数据包的最长的期间，中继节点120若是接收到同步数据包则结束同步数据包的等待接收。

另外，根据泛洪时隙的长度、同步数据包的数据包长以及最大转送次数中的至少某一个，第1期间TP1、第1周期TI1、第2期间TP2及第2周期TI2的长度可能不同。在一个例子中，可以是同步数据包的长度为2毫秒，第1周期TI1的长度为1秒，第1期间TP1为30毫秒，第2周期TI2的长度为60秒，第2期间TP2为1秒。

另外，第2周期TI2的长度也可以被设定成第2期间TP2的长度除以第2周期TI2的长度得到的值比第1期间TP1的长度除以第1周期TI1的长度得到的值小。由此，能够与第1等待接收处理所需的电力相比抑制第2等待接收处理的执行所需的电力，从而能够在维持着省电力性的状态下等待接收同步数据包。另外，在第2等待接收处理中，在第2期间TP2以外的时间也可以转移到休眠状态。由此，能够防止等待接收第2期间TP2中的同步数据包以外的数据包，从而能够抑制接收同步数据包失败的情况下的耗电量的增大。

像这样，根据本实施方式的包含中继节点的无线通信系统，在接收同步数据包失败的情况下，会在比同步数据包的发送间隔长的期间等待接收同步数据包。由此，在同步数据包的等待接收定时与同步数据包的发送定时偏离的情况下，也能够接收同步数据包，从而能够提供同步网络。

另外，根据本实施方式的包含中继节点的无线通信系统，在比同步数据包的发送间隔长的期间等待接收同步数据包，在所接收到的同步数据包满足规定条件的情况下使用所接收到的同步数据包执行同步处理。由此，即使在源于通信环境的恶化而接收同步数据包失败的情况下，由于会在通信环境改善了的情况下利用所接收到的同步数据包执行同步处理，所以也能够在提供同步网络的同时，防止中继节点不必要地执行同步恢复处理。

＜同步重置指示＞

接下来，参照图9，说明在无线通信系统中发送节点110所执行的网络重置的处理的一个例子。图9的处理例如在发送节点110起动时开始。

首先，在S901中，发送节点110生成并发送同步数据包。接着，发送节点110使处理进入S902，判断是否接收到来自用户的重置指示。在判断成接收到来自用户的重置指示的情况下(在S902中为是)，使处理进入S904，在判断成没有接收到来自用户的重置指示的情况下(在S902中为否)，使处理进入S903。在S903中，以与图7的同步数据包的发送周期TI0相对应的时间待机，使处理返回到S901。

在S904中，发送节点110以破坏参数的连续性的方式设定同步数据包所包含的发送定时、顺序编号605以及与发送节点110的起动时刻相对应的信息中的至少某一个的参数之后发送同步数据包。此外，也可以不包含同步数据包的顺序编号605以及与发送节点110的起动时刻相对应的信息中的至少某一个。

例如可以是，发送节点110在每次发送同步数据包时使顺序编号605加1的情况下，根据用户的重置指示，进行将顺序编号605设为0等的初始化，或者不使顺序编号605增加而发送下一个同步数据包。即，发送节点110以破坏上述的顺序编号605的连续性的方式设定下一个同步数据包的顺序编号。在该情况下，中继节点120通过对上次接收到的同步数据包的顺序编号和新接收到的同步数据包的顺序编号进行比较，能够检测同步数据包的连续性破坏这一情况而执行同步恢复处理。

另外，在同步数据包中包含与发送节点110的起动时刻相对应的信息的情况下，发送节点110也可以根据用户的重置指示，以同步数据包所包含的与起动时刻相对应的信息发生变化而连续性破坏的方式由发送节点110执行再起动处理。

另外，发送节点110也可以以中继节点120接收同步数据包失败至少一次的方式，改变发送定时的偏移(offset)而改变同步数据包的发送定时。或者，发送节点110也可以改变同步数据包的发送周期。由此，能够使接收同步数据包失败的中继节点120执行同步恢复处理。

像这样，根据本实施方式的包含发送节点110的无线通信系统，在接收到来自用户的重置指示的情况下，发送节点110改变同步数据包的参数之后进行发送。由此，接收到改变参数之后发送的同步数据包的所有中继节点120会执行同步恢复处理，因此能够在无线通信系统100整体中进行同步而使同步恢复处理执行。

此外，发送节点110也可以在同步数据包中包含指定应该执行的同步恢复处理的信息。在该情况下，例如同步恢复处理也可以是除了上述的中继节点120的再起动处理、中继节点120所执行的程序的再起动处理之外，还包含程序的更新处理和/或固件的更新处理。由此，发送节点110能够向中继节点120指示在发布了应该更新的程序或固件后适用该程序或固件，从而能够提高用户的便利性。

另外，发送节点110也可以在要发送的同步数据包中包含对中继节点120应该执行的再起动处理的种类进行指定的信息。由此，接收到同步数据包的中继节点120能够判断应该执行上述的同步恢复处理中的哪一个，从而能够提高用户的便利性。另外，发送节点110也可以在要发送的同步数据包中包含中继节点120应该执行同步恢复处理的执行开始时刻。在该情况下，执行开始时刻可以是与在网络中共用的时刻603相对应的绝对时刻，也可以是与从接收到同步数据包起到执行同步恢复处理为止的时间长相对应的相对时刻。

＜变形例＞

在图8A中，设为在S802中接收到同步数据包的情况下使处理进入S803进行了说明。在一个例子中，也可以是，在S802中接收到同步数据包的情况下，判断同步数据包是否满足规定条件，在判断成满足规定条件的情况下使处理进入S803，在判断成不满足规定条件的情况下执行与S815相同的同步恢复处理。

在图7、图8A及图8B中，设为中继节点120执行第1等待接收处理或第2等待接收处理进行了说明。在一个例子中，也可以是，并行地执行第1等待接收处理和第2等待接收处理。接下来说明该例。

在图10A及图10B中示出了同步数据包的等待接收期间。图10A中的期间1001～1004以及图10B中的期间1101～1110与长度TP1的图7的第1期间相对应。图10A中的期间1011～1013以及图10B中的期间1111～1113与长度TP2的图7的第2期间相对应。图10A中的期间1011a、1011b、1012a、1012b及1013a以及图10B中的期间1111a、1111b、1112a、1112b、1113a及1113b与长度TP3的第3期间相对应。

在图10A中，假设在时刻T1的第1期间1002，中继节点120接收同步数据包失败。在该情况下，中继节点120接着开始第2等待接收处理，在第2期间1011进行数据包的等待接收。并且在时刻T2的第2期间1013，由于中继节点120成功接收到满足规定条件的同步数据包，所以停止第2等待接收处理，转移到第1等待接收处理。

在图10B中，假设在时刻T1的第1期间1102，中继节点120接收同步数据包失败。在该情况下，中继节点120接着开始第2等待接收处理，在第2期间1111进行数据包的等待接收。与此同时，继续进行第1等待接收处理。因此，在第2期间1111与1112之间，在第1期间1103～1105进行同步数据包的等待接收处理。并且在时刻T2的第2期间1113，由于中继节点120成功接收到满足规定条件的同步数据包，所以停止第2等待接收处理，仅执行第1等待接收处理。由此，源于通信环境而同步数据包的接收失败、且等待接收同步数据包的定时没有偏离的中继节点120在通信环境得以改善的情况下能够高速地检测到同步数据包。像这样，通过执行第2等待接收处理，第1等待接收处理可以停止也可以继续。

在本实施方式中，设为在开始第2等待接收处理之前执行的第1等待接收处理、和在停止了第2等待接收处理的情况下执行的第1等待接收处理相同进行了说明。在一个例子中，也可以是在停止了第2等待接收处理的情况下，改变第1等待接收处理的参数之后执行第1等待接收处理。

此外，本实施方式中说明的无线通信系统也能够适用于多频道网络。在该情况下，例如同步数据包也可以在每个泛洪时隙以不同的频道(频率)发送。例如无线通信系统可以构成为进行频率跳变。在该情况下，无线通信系统的各节点通过共用随机种子，根据基于随机种子生成的伪随机数进行频率跳变，从而能够确定进行发送接收的频道。另外，中继节点在泛洪时隙内接收同步数据包失败的情况下，可以在下一个时刻同步所涉及的泛洪时隙中固定于事先设定的规定频率来等待接收同步数据包，也可以固定于利用基于与在各节点间共用的伪随机数序列不同的伪随机数序列的伪随机数生成的频率来等待接收同步数据包。

另外，同步数据包也可以包含与在下一个泛洪时隙中发送同步数据包的频道相关的信息。在这样的情况下，中继节点也可以当接收到同步数据包时确定接下来等待接收同步数据包的频道。另外，由于中继节点在接收同步数据包失败的情况下不知道在下一个泛洪时隙发送同步数据包的频道，所以在下一个时刻同步所涉及的泛洪时隙中，在第2等待接收处理中可以固定于规定频率来等待接收同步数据包，也可以固定于基于伪随机数决定的频道来等待接收同步数据包。

另外，在本实施方式中，作为同步恢复处理的一个例子，说明了中继节点的再起动(电源再接通)处理，但中继节点的再起动处理包含多个CPU中的一个CPU的再起动。同样地，作为同步恢复处理的一个例子进行了说明的、中继节点所执行的软件的再起动(应用程序的再执行)包含中继节点所执行的多个软件中的一个软件的再起动。

＜其他实施方式＞

发明并不限制于上述实施方式，能够在发明要旨的范围内进行各种变形、变更。

本申请以2020年5月8日提出的日本国专利申请特愿2020-082796为基础主张优先权，并在此引用其全部记载内容。

Claims (8)

1.一种多跳中继系统，使用泛洪方式进行通信，包含发送节点和中继节点，所述多跳中继系统的特征在于，

所述发送节点构成为以规定周期生成并发送用于使多个所述中继节点同步的同步数据包，

所述中继节点构成为进行第1间歇接收和第2间歇接收，其中，

该第1间歇接收在每个与所述规定周期相对应的第1周期，在第1期间等待接收所述同步数据包，

该第2间歇接收在每个比所述第1周期长的第2周期，在所述规定周期的长度以上的第2期间等待接收所述同步数据包，

所述中继节点在所述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行所述第2间歇接收，在所述第2间歇接收中接收到所述同步数据包的情况下，进行所接收到的所述同步数据包是否满足规定条件的判断，

所述中继节点在判断成满足所述规定条件的情况下，停止所述第2间歇接收，进行所述第1间歇接收，

所述中继节点在判断成不满足所述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

2.如权利要求1所述的多跳中继系统，其特征在于，

所述判断是基于所述同步数据包的参数进行的，其中所述同步数据包的所述参数包括所述同步数据包的接收定时、所述同步数据包的顺序编号以及与所述发送节点的起动时刻相对应的信息中的至少某一个，

所述中继节点基于应该接收的所述同步数据包的所述参数的推断和所接收到的所述同步数据包的所述参数与推断出的所述参数的比较来进行所述判断。

3.如权利要求1或2所述的多跳中继系统，其特征在于，

所述同步恢复处理包括所述第1期间的再设定处理、所述中继节点的再起动处理、所述中继节点所执行的程序的再起动处理、所述中继节点的程序的更新处理以及所述中继节点的固件的更新处理中的至少某一个处理。

4.如权利要求1至3中任一项所述的多跳中继系统，其特征在于，

所述发送节点从用户受理同步重置指示，

在受理了所述同步重置指示的情况下，执行如下处理中的至少某一个处理：改变所述同步数据包的发送定时及发送周期中的至少某一个的处理；以及以破坏所述同步数据包的顺序编号及与所述发送节点的起动时刻相对应的信息的连续性的方式对所述同步数据包设定所述顺序编号及与所述发送节点的起动时刻相对应的所述信息之后进行发送的处理。

5.如权利要求4所述的多跳中继系统，其特征在于，

所述发送节点在受理了所述同步重置指示的情况下，将对所述同步恢复处理的种类及所述同步恢复处理的执行开始时刻中的至少某一个进行指定的信息设定于所述同步数据包之后进行发送，

所述中继节点基于所述信息执行所述同步恢复处理。

6.如权利要求1至5中任一项所述的多跳中继系统，其特征在于，

所述中继节点在所述第1间歇接收中连续多次未能接收到所述同步数据包时进行所述第2间歇接收。

7.一种通信方法，由使用泛洪方式进行发送的、包含发送节点和中继节点的通信系统执行，所述通信方法的特征在于，包括：

所述发送节点在第1周期生成并发送用于使多个所述中继节点同步的同步数据包；

所述中继节点进行第1间歇接收，其中，该第1间歇接收在每个第1周期，在第1期间等待接收所述同步数据包；

所述中继节点进行第2间歇接收，其中，该第2间歇接收在每个比所述第1周期长的第2周期，在所述第1周期的长度以上的第2期间等待接收同步数据包；

所述中继节点在所述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行所述第2间歇接收，在所述第2间歇接收中接收到所述同步数据包的情况下，判断所接收到的所述同步数据包是否满足规定条件；

所述中继节点在判断成满足所述规定条件的情况下，停止所述第2间歇接收，进行所述第1间歇接收；以及

所述中继节点在判断成不满足所述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

8.一种通信装置，使用泛洪方式进行通信，所述通信装置的特征在于，

包含接收同步数据包的接收部和基于所接收到的同步数据包进行同步的控制部，

所述控制部构成为进行第1间歇接收和第2间歇接收，其中，

该第1间歇接收使用所述接收部在每个与规定周期相对应的第1周期，在第1期间等待接收被以所述规定周期发送的同步数据包，

该第2间歇接收使用所述接收部在每个比所述第1周期长的第2周期，在所述规定周期的长度以上的第2期间等待接收同步数据包，

所述控制部在所述第1间歇接收中未能接收到同步数据包时进行所述第2间歇接收，在所述第2间歇接收中接收到所述同步数据包的情况下，判断所接收到的所述同步数据包是否满足规定条件，

所述控制部在判断成满足所述规定条件的情况下，停止所述第2间歇接收，进行所述第1间歇接收，

所述控制部在判断成不满足所述规定条件的情况下，执行同步恢复处理。

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